纳米膜驱油工艺技术 本发明涉及一种用于油田开发提高采收率的工艺技术。
目前，国内外油田在水驱基础上提高采收率的方法主要采用聚合物驱油、复合驱油、混相驱油等工艺技术。这几种工艺技术各有特点，在水驱基础上对于改善油田开发状况和提高采收率方面均可取得一定效果。但是，上述工艺技术在现场应用和实施过程中分别存在着地面注入工艺复杂、周期长、采出液处理困难、投入费用高等方面的问题，严重影响和限制着这些工艺技术的进一步应用。
本发明的目的在于提供一种施工工艺简单、生产成本低且驱油效果好的纳米膜驱油工艺技术。
本发明的技术方案如下：此种工艺技术乃是通过向注入井注入采用固体化酶技术和复合超微粒薄膜技术组装制备的纳米膜驱剂溶液，膜驱剂分子依靠静电相互作用成为膜动力，膜驱剂有效分子沉积在呈负电性的岩石表面，形成纳米级分子超薄膜，改变储层表面性质及其与原油相互作用的状态，使得注入流体在冲刷孔隙过程中，原油易于剥落和流动而被驱替液驱替出来，达到提高采收率的目的。膜驱剂为表面非活性物质，其基本组分可以是水溶性的聚合物、有机物、大环平面分子、生物酶、蛋白质、无机半导体超微粒或相互间的组合。其作用机理主要表现在如下几个方面：
吸附作用：纳米膜驱剂溶液注入油层后，膜驱剂分子在油膜局部脱落的岩石表面上吸附形成超薄膜，并且进一步扩散，与此同时，原油中的极性物质则逐渐解除吸附。由于膜驱剂吸附是不可逆的，因而从上游洗掉的油膜不会再度粘附回砂岩表面，而是在油藏中形成可动油。这部分剥离下来的原油随注入水流向生产井，从而使原油采收率提高。
改变润湿性作用：油藏实施纳米膜驱后，在膜驱剂溶液作用下岩石表面润湿性朝着憎油亲水的方向转变，而且岩石初始表面亲油性越强，其转变幅度越大，因而驱油效果改善越为明显。
扩散作用：纳米膜驱剂加入到注水中，能够较大幅度增加注入水中水分子的扩散系数，当膜驱剂分子溶解在注入水中时，能够有效地增加注入水中水分子地活跃程度，使注入水在岩石孔隙中的运动速度加快，提高水驱利用率，同时有利于将膜驱剂分子带到油层深处，发挥作用，改善驱油效果。
毛细管自渗吸作用：膜驱剂体系注入到低渗透油层中后，通过毛细管自渗吸作用有利于把盲端孔隙和非水动力学连通孔隙内的原油驱赶出来，产生剥蚀效应，使油相渗透率增大，水相渗透率降低，有利于提高采收率。
本发明提供的纳米膜驱油工艺技术的实施步骤如下：
1、根据地质资料和生产动态分析，选择合适油田、区块。采用本项工艺技术的油田或区块必须具有完善的注采关系，亦即适用油田、区块的主要标准和基本条件是既有采油井，又有注水井，而且油、水井对应连通关系良好，采油井能见到注水效果；
2、根据注采对应关系和注示踪剂检测结果，确定膜驱剂注入井。根据油、水井动、静态资料分析，初步判断油井可能见到注水效果的注水井井数，并选择相应种数的示踪剂；将确定的示踪剂从注水井注入；3天后从采油井取样，在实验室中检测示踪剂含量；根据实验室检测结果，将那些在多口油井见到示踪剂的注入井定为膜剂注入井；
3、选择膜驱剂配方及其注入浓度。采用相同浓度的不同膜驱剂配方作驱油效果对批试验，选出其中效果最佳者作为选用膜驱剂配方；选择数块注膜驱剂油田或区块油井的岩芯；选用不同浓度(如50、100、150、200、250、300、500、1000、1500、2000、2500、3000mg/L)的膜驱剂溶液分别对这些岩芯在实验室中做驱替试验；根据相应浓度膜驱剂溶液驱油效率的增加幅度选用一个经济、合理的最佳注入浓度；
4、选择膜驱剂注入量。计算所选油田或区块油层的比表面积；按照在整个油层内均匀吸附一层膜驱剂的标准计算出膜剂的总用量；
5、确定注入方式。在实验室中用连续注入、高浓度小段塞注入、低浓度大段塞注入、阶梯式浓度注入几种方式分别进行驱替试验，选择一个增油幅度最大的注入方式；
6、生产井产量标定。对可能见到膜驱效果的采油井标定一个初始产量，作为评估膜驱最终效果的依据；
7、调整采出井工作状况，使所有采出井均处于正常生产状态，满足区块采出液要求；
8、经济评价。由专门评价机构进行评价论证，经济上可行即可转入现场注入；
9、按照方案要求注入膜驱剂溶液。在注入井井场设置待注入的膜驱剂溶液储罐，并通过管线和注入泵、注入井连接好工艺流程后，即可按方案注入；
10、采出液检测。从注入井注入膜驱剂溶液后，各采油井在做好正常生产资料录取工作的同时，要加密取样，及时化验检测，掌握见到膜驱剂的时间，以供膜驱最终评价之用。
本发明提供的纳米膜驱油工艺技术与通常水驱和传统的驱油工艺技术相比，具有以下特点和优点：在岩石表面形成热稳定性和长期稳定性良好的纳米级单层超薄膜；成膜过程是一种不加任何外力、依靠岩石表面膜分子间静电作用平衡态的自组装过程；膜驱剂注入浓度低，驱油效率高，无需添加碱、表面活性剂和其它化学试剂，对地层破坏小；前期投入少，驱替工艺简单，投入产出比高。鉴于上述优点和特点该工艺技术宜于推广应用。
实施例1：辽河油田兴42块兴53井组采用纳米膜油工艺技术实例。根据地质资料和生产动分析，该井组适于采用本工艺技术，并确定注水井兴53井为膜驱剂注入井，兴472等7口采油井为受效观察井。按照本工艺技术实施步骤做好各项准备工作后，依据试验和计算结果分两次注入浓度为2500-3000mg/L的膜驱剂共40吨。实施结果，该井组7口采油井中除了2口井受井下因素和生产措施影响未见效果，其余5口井不同程度见到膜驱工艺技术的效果，从1998年8月至2000年12月共增产原油7092吨。
实施例2：辽河油田兴212块兴110等5个井组采用本技术工艺实例。按照实施步骤，该区块采用连续注入的方式5口注入井共注入72吨浓度为150mg/L的膜驱剂，一年内9口见效井共增产原油3236吨，天然气22.9×104m3。
实施例3：辽河油田兴209块兴138等4个井组从4口注入井连续注入120吨浓度为500mg/L和300mg/L的膜驱剂，13个口见效采油井7个月已增产原油1127吨，天然气26.06×104m3。